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北大荒集团智慧农业发展的现状思考

2022-06-16 09:52 来源:农业发展论文 人参与在线咨询

摘要:发展智慧农业是推进农业现代化和实现农业可持续发展的必然趋势,本文深入分析北大荒集团智慧农业的发展现状及限制因素,在总体策略的基础之上,有针对性地提出未来发展对策,以期为利用智慧农业赋能北大荒集团农业高质量发展提供参考。

0引言

智慧农业是近几年新兴的一种农业发展模式,指充分应用现代信息技术成果,集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术等现代科学技术以及专家智慧与知识来解决农业发展问题,实现能量的循环利用、资源的集约化利用和生产的智能化管理。目前世界智慧农业发展水平较高的国家有美国、日本、加拿大等,这些国家通过信息网络、农业数据库系统、农业生产与决策支持系统、电子商务等现代信息技术,实现了农业生产、控制与质量安全及农产品物流等方面的智慧化,农业安全生产和农产品流通效率位居世界前列[1]。国内学者对智慧农业的研究与应用大都是基于以物联网、互联网、大数据、云计算技术为支撑的农业智慧生产与销售领域[2]。在农业生产方面,通过物联网与互联网有机融合技术,使农业生产过程的种植、植保、收割等环节产生的、需要的数据进行无缝连接,实现农业生产的智能化控制;在农产品销售方面,构建了农产品销售平台和质量追溯体系,应用物联网技术监控农产品种植、生产、加工、流通,实现远程监控。智慧农业不仅可以实现农业生产全过程的智能化,更重要的是提高农产品的产量或品质,促进农业生产低碳化、节约化,增加农民的收入,提升农业发展的竞争力。北大荒集团是我国现代化农业发展的排头兵。自2010年开始,北大荒集团就致力于建设一个统一的指挥体系,打造“智慧农业司令部”。通过10余年的试点,在智慧农业发展的很多领域积累了经验、探索了模式。在垦区全面实现现代化国有企业转型发展的关键时期,在推进北大荒“三大一航母”发展战略的重要节点,必须进一步发展智慧农业,全面提升北大荒集团农业发展质量、改进农业发展方式。

1北大荒集团智慧农业发展现状

北大荒集团是我国最大的国有农场群、重要的商品粮基地、粮食战略后备基地和全国最大的绿色、有机、无公害食品基地[3],其在农业生产过程中一直强调应用现代科技手段“加快推进垦区农业科技创新,持续增强农产品供给保障能力”。近年来,随着国家农业信息化进程的不断推进,北大荒集团“智慧农业”的发展步伐逐渐加快,目前,建三江、牡丹江等分公司在水稻种植、浸种催芽、节水灌溉、病虫害预测、苗期大棚管理等方面已经广泛应用了物联网技术。其中七星分公司率先完成了国内首批农业大田物联网项目建设,围绕“智慧农业”发展思路,在全程机械化基础上,率先提出并编制了水稻生产全程智能化方案,实现了水稻生产的一体化管理。在农业生产管理方面,宝泉岭分公司注重传统农业与现代互联网平台的有机结合,从生产环节入手,加大物联网、云计算、大数据、移动互联等现代信息技术的应用,通过在育秧棚内、农机中心、大田地块增设高清探头及温室小气候观测站等设备,实现远程采集、监测、控制棚内温湿度、土壤温度、土壤水分等多项数据,建立了农业数字化综合应用示范基地,为精细化管理提供科学依据。在农机化信息方面,七星分公司联合34家企事业单位、科研机构和高校开展了智能农机技术创新和无人农场项目应用示范,采用农机管理平台和智能终端,已对全省1000个农机合作社和农机服务网点及农机驾驶人员进行服务管理;建三江分公司加大投资力度,利用5G传输驱动、大数据技术处理以及智慧平台统筹,建设了七星、创业、二道河、红卫、勤得利、胜利6个“管理可量化、数据可利用、经验可复制”的智慧(无人化)农场群,并依托北大荒数字农服,对现有数字平台进行整合,建立统一的智慧平台,实现耕种管收生产环节全覆盖、机库田间转移作业全自动、自动避障异况停车保安全、作物生产过程实时监控、无人智能作业精准决策。无人机械作业展现了智慧农业的巨大科技魅力,对于促进我国农机智能化、作业无人化和智慧农业建设都具有重要意义。在农业经营方面,北大荒集团不断推进各个分(子)公司的数字化、信息化建设,如建三江的无人农场、食品公司的幸福生活网、生资工资的互联网等,通过数字化运营,构建新经营体系,将活跃用户留在数字化平台上,并借助平台完成种植、生产、加工、销售的流程再造,降低成本提升效率,促进智慧农业发展,积淀了智慧农业发展的技术体系,构建了智慧农业发展的典型模式,亟待在分公司以及整个北大荒集团尺度开展更广泛的应用和提档升级。

2北大荒集团发展智慧农业的限制因素

由于地理条件限制,垦区信息化建设、科学新技术的应用落后于城市,在发展智慧农业过程中仍存在一些不足和挑战。垦区发展智慧农业的主要限制因素表现有以下几方面。

2.1智慧农业技术支持不足

北大荒集团发展智慧农业的时间较短,技术水平不高,很多项目成果都停留在示范试验阶段,不能广泛推广。这一现状在一定程度上阻碍了垦区现代农业的高质量发展,无法与新时代、新格局的发展趋势相适应。尽管北大荒集团农业机械化水平已经达到了全国先进行列,提高了劳动生产率和农作物的产量,但符合智慧农业发展需求的农业技术装备数量较少,技术基础比较薄弱,而与智慧农业相关的企业大多在南方地区,黑龙江本地相关技术支持不足[4]。因此,在引入新技术的过程中往往无法对现有的技术进行对接,致使相关技术经验在部分区域无法发挥到最优,导致智慧农业在该区域难以顺利推进。

2.2智慧农业基础建设不够完善

虽然北大荒集团建立了农机社会化作业服务体系[5],形成了如“保底+点价”、垦地合作等的以市场为导向、以效益为中心、统放结合的作业服务和经营机制,实现种植户及企业收益最大化的同时增强了对周边区域的辐射带动能力,但由于其尚没有大规模地采用智慧农业相关技术,部分设施农业也未实现自动播种、灌溉、施肥、除草、防治病虫害等功能[6];部分偏远地区由于信号差、物联网设施不健全,用于智慧农业生产、管理、运输与销售阶段的信息数据大多为简单的归集,而专业性分析数据资源较少,可用于指导生产、运作、管理与销售的信息不足,使得智慧农业在该区域发展较慢。

2.3智慧农业技术人才缺乏

智慧农业是一项涵盖和综合了如农学、植物保护学、物联网、计算机等众多其他领域学科知识的大型系统建设工程[7],强调智能化和信息技术。因此对于未来智慧农业人才的要求也必须有扎实的系统知识储备和丰富的设计实践经验,能够掌握相关技能,应用新兴科技,在生产实践中实现技术、服务﹑管理的优化和创新。现阶段,由于黑龙江还没有建立较为成熟的符合智慧农业要求的高端人才教育机构[8],无法精准的培养出一专多能的高级技术人才,导致智慧农业领域专业人才十分匮乏;对于广大人才而言,受传统观念影响,很多年轻人不愿意继续农业发展,也不愿意去农业有关的企业工作,加之黑龙江省气候环境等不如南方城市适宜居住,导致北大荒集团吸引高层次智慧农业人才的能力不足。

3北大荒集团发展智慧农业对策

3.1要构建更加完善的信息监测体系

立足粮食安全“压舱石”重任,强化农业生产、管理和服务等领域数字化转型。智慧农业信息监测系统应充分利用“物联网、移动传感、互联网+、云服务”等信息技术[9],建立省域全覆盖在线监测系统,通过卫星遥感监测全区域的地形起伏以及坡度等自然状况,了解作物生长环境因子信息;通过无人机、人工测报、物联网监测以及传感器监测农机运作状况、地温、土壤养分以及田间病虫害情况,对作物生长过程实行精准监测、自动控制、及时预警和科学管理,搭建起“天-空-地-人-物”一体化的测报体系[10,11],满足农户异地实时获取农业信息的需求,为进一步实施智慧农业做出精准判断。

3.2要研发更加智慧的决策支持体系

在多年、多地综合实验的基础上,全面集成各种数据、模型和专家知识,构建更为智能的决策系统,使其面对复杂的农业环境时,可以针对不同作物、不同地域以及不同土壤类型等,实现对各个环境参数的阈值优化,进而做出及时、准确的决策响应,实现智能播种、智能施肥、智能植保、智能灌溉、智能收割、智能估产等;同时可以根据历史数据实现动态自适应学习,保证决策系统的自学习与持续更新,最终达到低风险的决策和更加精准的智能控制[12,13]。

3.3要制定更加畅通的数据共享体系

为突出农业数据资源共享存储、集中交换和综合服务的特点,垦区相关部门应充分利用农业大数据应用平台和生产、监管、服务等应用系统,按照统一建设规划、统一数据标准、统一基础平台、统一门户入口、统一地图遥感资源的思路,建设数据标准和平台运行的大数据架构体系,采集地质、地貌、土壤、气象、气候、水文、作物等数据,开展数据加工整理、分析应用,形成上联北大荒集团、下联农场、内联所有分公司、外联部门的数据资源共享利用格局,以此提升系统的稳定性、可靠性、安全性、可维护性、可扩展性,实现各级农业业务数据的及时上报和更新,全面掌握所有农业数据,推动数据共享和成果应用,推动与各级公安、民政、财政、自然资源等相关部门的信息共享实现向垦区提供信息查询服务,促进垦区智慧农业的快速发展[14-18]。

4结语

智慧农业的发展,既需要北大荒集团进行周密、细致、系统的顶层设计,需要各分公司和农场因地制宜、不舍昼夜的全力推进,更需要垦区广大科技工作者瞄准科技需求、实施科研公关,在传感器与物联网研发及建设、决策支持系统开发与集成、大数据分析与模型构建、数据监测与信息传输等方面做出应有的贡献。

作者:于省元 单位:黑龙江省农垦科学院

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